時間:2022-11-22 03:55:52
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中新網(wǎng)3月27日電 據(jù)香港中通社報道,為提升兩岸機械制造技術(shù)水準(zhǔn),加強高層次創(chuàng)造性人才的培育工作,臺灣“機電股王”上銀科技26日與北京的中國機械工程學(xué)會舉行簽約儀式,正式委托中國機械工程學(xué)會在北京舉辦“上銀優(yōu)秀機械博士論文獎”。
據(jù)臺媒報道,這是臺灣企業(yè)首次在大陸舉辦,也是全球僅見機械業(yè)學(xué)術(shù)研究的最高博士論文獎項。總獎金高達(dá)人民幣335萬元,金質(zhì)獎(一等獎)每篇獎金人民幣40萬元。
據(jù)悉,這個“上銀優(yōu)秀機械博士論文獎”征選的對象,涵蓋臺灣、香港、大陸兩岸3地機械工程領(lǐng)域博士學(xué)位者的論文,參與競賽的博士生必須獲得該大學(xué)/學(xué)院/系所的推薦,推薦名額不得超過該機械工程學(xué)科畢業(yè)博士學(xué)位人數(shù)的10%,同一個大學(xué)包括機械工程學(xué)科、材料科學(xué)與工程學(xué)科、測試技術(shù)與儀器學(xué)科的總名額最多5名為限。
上銀董事長卓永財指出,中國大陸2009年工具機總生產(chǎn)值達(dá)到150億美元,正式超越德國,成為全球最大工具機生產(chǎn)國,而大陸有86所大學(xué)設(shè)有機械博士班(臺灣約10所左右),大陸機械相關(guān)產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展與實力不容小覷。加上兩岸簽訂經(jīng)濟(jì)合作架協(xié)議ECFA后,經(jīng)貿(mào)交流將更趨緊密,臺灣工具機的高附加價值優(yōu)勢,在大陸內(nèi)需市場極具競爭力,上銀希望藉由機械博士論文獎的舉辦,作為推動兩岸機械業(yè)產(chǎn)學(xué)合作與交流平臺的新開始。
此外,“上銀機械博士論文獎”除了高額獎金之外,獲獎師生還可獲邀參觀北京國際機床展覽會,獲金、銀、銅質(zhì)獎的學(xué)生與教授,上銀將再邀請參觀日本國際工具機械展(JIMTOF),費用由上銀科技全額負(fù)擔(dān)。
中圖分類號:G640 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-4107(2016)10-0067-02
“中國制造2025”是中國版的“工業(yè)4.0”規(guī)劃,也是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng),實現(xiàn)制造業(yè)由大變強的歷史跨越[1]。機械制造業(yè)是“中國制造2025”的重要支柱和重要組成部分,對機械制造類的人才培養(yǎng)模式和要求帶來了新的挑戰(zhàn)[2]?;凇按蠊こ探逃砟睢钡谋究平虒W(xué)工程系統(tǒng)地分析和研究高素質(zhì)創(chuàng)新型人才――“現(xiàn)代機械工程師”的基本特征及其評價方法[3],探討機械工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)形成原理及其規(guī)律。構(gòu)建融知識、能力和工程素質(zhì)于一體。集現(xiàn)代管理和先進(jìn)技術(shù)為一體的人才培養(yǎng)新體系[4],對改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)具有開拓創(chuàng)新能力的“現(xiàn)代機械工程師”具有重要的理論意義和較大的實用價值。
一、傳統(tǒng)機械制造類專業(yè)人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀
(一)教育教學(xué)觀念滯后,人才培養(yǎng)目標(biāo)模糊
目前機械工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)目標(biāo)定位為“能在機械工程及其自動化領(lǐng)域從事設(shè)計制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高級工程技術(shù)人才”,其概念陳舊,涉及面寬泛,含義模糊[5],可以覆蓋學(xué)生畢業(yè)后一生中從事的工作,無法與我國日益迅速發(fā)展的工業(yè)化進(jìn)程需要相對接。其結(jié)果是導(dǎo)致人才培養(yǎng)方案構(gòu)建思路不清晰,重點不突出,其目標(biāo)也比較難以實現(xiàn)。
(二)教學(xué)內(nèi)容陳舊,工程能力訓(xùn)練不到位
目前機械工程課程及其教學(xué)內(nèi)容比較陳舊,學(xué)科前沿課程較少,專業(yè)課程體系無法適應(yīng)學(xué)生個性發(fā)展的需求,也無法適應(yīng)新時期經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要,導(dǎo)致機械工程專業(yè)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系不健全,出現(xiàn)了有環(huán)節(jié)要求[6],但無法落實而形同虛設(shè)的情況,嚴(yán)重影響和制約著人才培養(yǎng)質(zhì)量。實踐教學(xué)體系設(shè)計的系統(tǒng)性不強,不能完全滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要;實訓(xùn)基地未能充分利用,制約了實習(xí)指導(dǎo)工作的開展。
(三)教學(xué)方法手段滯后,多元化人才培養(yǎng)模式缺失
教學(xué)方法單一,現(xiàn)代教育技術(shù)手段的應(yīng)用水平也并不高,影響了學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng),無法滿足高等教育大眾化條件下多元化人才培養(yǎng)的需求[7]。在人才培養(yǎng)的關(guān)鍵問題上,深層次改革有一定難度,如產(chǎn)學(xué)研合作等。合作教育渠道、層次有待拓寬和提高。
二、機械制造類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建
(一)創(chuàng)設(shè)“模塊化、組合式、開放型”的課程體系
以“大工程教育理念”為指導(dǎo),以機械工程專業(yè)為研究試點,提出機械工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為具有高素質(zhì)創(chuàng)新型能力的“現(xiàn)代機械工程師”,優(yōu)化機械工程專業(yè)課程體系和實踐教學(xué)體系。以高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、機械制圖、工程力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計、電工與電子技術(shù)、工程材料、微型計算機原理為基礎(chǔ)理論知識;以公差技術(shù)、控制工程、測試技術(shù)、材料成型技術(shù)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、液壓與氣動等為專業(yè)理論基礎(chǔ);以制造裝備設(shè)計、機電一體化技術(shù)、機電傳動控制、數(shù)控技術(shù)、自動化制造系統(tǒng)等為相關(guān)和拓寬知識,構(gòu)成畢業(yè)生的知識結(jié)構(gòu)。
(二)優(yōu)化教學(xué)資源
將課程建設(shè)、專業(yè)建設(shè)、學(xué)科建設(shè)和實驗室建設(shè)融為一體,實現(xiàn)教學(xué)與科研、學(xué)科與實驗、課程與設(shè)計的系統(tǒng)協(xié)調(diào)和有機統(tǒng)一,通過實施“青年教師工程能力培養(yǎng)計劃”和“青年教師創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃”,實現(xiàn)教學(xué)資源的優(yōu)化配置,主要表現(xiàn)在:1.鼓勵教師利用科研成果更新教學(xué)內(nèi)容,設(shè)立教案評估制度,并與教學(xué)考核相結(jié)合。2.探索建立科研成果轉(zhuǎn)化為課程的工作機制,鼓勵教師科研成果融入教材,并輔之以相應(yīng)的考核、評估和獎勵。3.開設(shè)反映學(xué)術(shù)前沿的選修課,并結(jié)合教師承擔(dān)的科研課題來指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)。
(三)完善創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機制
推進(jìn)教師工程能力提升及實踐教學(xué)基地建設(shè),對新引進(jìn)人才全部進(jìn)行嚴(yán)格的崗前培訓(xùn);采用師徒結(jié)對的形式,由教學(xué)科研經(jīng)驗豐富的老教師指導(dǎo)新教師的教學(xué)工作。學(xué)院組織新教師職工的聽講評活動,對青年教師的教學(xué)工作進(jìn)行點評和指導(dǎo),確保青年教師的教學(xué)質(zhì)量。完善機械工程專業(yè)學(xué)生工程能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的實踐教學(xué)體系,在培養(yǎng)環(huán)節(jié)上,課堂教學(xué)、實踐環(huán)節(jié)、第二課堂整體優(yōu)化設(shè)計;在教學(xué)方式上,必修課、選修課相結(jié)合;在教學(xué)內(nèi)容上,自然科學(xué)、工程技術(shù)、人文知識相互兼顧,同時體現(xiàn)現(xiàn)代科技中學(xué)科交叉的特點,特別注重機械工程與信息化、自動化技術(shù)相結(jié)合。建立四段式教學(xué)體系:理論教學(xué)體系、實驗教學(xué)體系、課程設(shè)計體系、參觀實習(xí)教學(xué)體系。在教學(xué)中落實“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”、“理論教學(xué)與科研實踐案例教學(xué)相結(jié)合”、“課內(nèi)教學(xué)與課外輔導(dǎo)素質(zhì)拓展相結(jié)合”的教學(xué)改革,強化“課程設(shè)計與實習(xí)”兩個教學(xué)環(huán)節(jié)。
1.培養(yǎng)方案與培養(yǎng)目標(biāo)的定位一致,改革培養(yǎng)模
式,改革教學(xué)方法,切實體現(xiàn)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色。完善和修訂教學(xué)大綱,做好專業(yè)主干課程內(nèi)容更新,知識體系優(yōu)化。
2.強化實踐環(huán)節(jié),加大實驗教學(xué)比例,改進(jìn)實驗內(nèi)容,減少驗證性實驗,增加設(shè)計性和綜合性實驗,課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)從選題到具體指導(dǎo)注重工程實踐能力的培養(yǎng)。
3.完善實驗室設(shè)備,保證實驗項目開出率達(dá)到
100%,創(chuàng)建實習(xí)基地,校企合作承擔(dān)專業(yè)認(rèn)識、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)的主要實踐教學(xué)任務(wù)。
(四)規(guī)范畢業(yè)設(shè)計(論文)過程
畢業(yè)設(shè)計(論文)是在學(xué)生完成全部大學(xué)課程后,走向工作崗位前的一次綜合訓(xùn)練教學(xué)環(huán)節(jié),是對學(xué)生在大學(xué)階段所學(xué)知識與能力的全面檢查與考核,對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、協(xié)作精神,提高他們的實踐能力和綜合素質(zhì)起著重要的作用。對畢業(yè)設(shè)計字?jǐn)?shù)、參考文獻(xiàn)和圖紙等進(jìn)行量化處理,主要分為五類:1.理論研究型;2.工程設(shè)計型;3.工程技術(shù)實驗研究型;4.計算機軟件型;5.綜合型。從畢業(yè)設(shè)計(論文)的全過程看,學(xué)生的機械設(shè)計制造的實踐能力及水平得到了提高,工程意識和素養(yǎng)增強,獨立分析和解決問題的能力進(jìn)一步加強,尤其是畢業(yè)論文質(zhì)量較往屆有了較大幅度的提高,全部順利通過院和小組答辯,成績優(yōu)秀率達(dá)到14%,獲得校優(yōu)秀畢業(yè)生標(biāo)兵稱號的8人,占常州大學(xué)總數(shù)的8.2%,取得了令人滿意的成果,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
(五)健全教學(xué)質(zhì)量保障機制
在教學(xué)實踐中,堅持以學(xué)生和教師雙主體與以學(xué)生為本的核心理念,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主人翁意識。實施“本科創(chuàng)新能力培養(yǎng)激勵機制”,提高教師和本科生參加科研創(chuàng)新活動的積極性。制定教學(xué)督導(dǎo)組和學(xué)生評議教學(xué)效果機制,每學(xué)期將評議結(jié)果公開,向各個教師反饋評議意見。由專業(yè)教師負(fù)責(zé)成立課程評估小組對專業(yè)課程進(jìn)行自我評估,采取“主講教師負(fù)責(zé)、逐課評估、達(dá)標(biāo)驗收”的辦法實施,采用計算機以及網(wǎng)絡(luò)手段對規(guī)章制度進(jìn)行科學(xué)、規(guī)范管理與實施。完善教學(xué)質(zhì)量評價機制,組織學(xué)生評教活動,促進(jìn)學(xué)生對教師主要教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控與評價,注重同行評教和領(lǐng)導(dǎo)評教,強化教學(xué)督導(dǎo)。
三、機械制造類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的實踐
常州大學(xué)機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)是在1984年原江蘇化工學(xué)院機械制造工藝及設(shè)備專業(yè)的基礎(chǔ)上建設(shè)和發(fā)展起來的,近幾年,本專業(yè)一直是常州大學(xué)招生人數(shù)最多的專業(yè)之一,在長三角人才市場上就業(yè)形勢一直處在前4位。裝備制造業(yè)是江蘇省重點發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一,常州市已成為中國先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)源地,初步形成了較為完整的制造業(yè)體系,主要包括軌道交通設(shè)備制造業(yè)、工程機械制造業(yè)、農(nóng)業(yè)裝備制造業(yè)、數(shù)控機床和基礎(chǔ)裝備制造業(yè)等。裝備制造業(yè)的快速發(fā)展必將擴(kuò)大對應(yīng)用型工程技術(shù)人才的需求,為長三角地區(qū)及全國裝備制造行業(yè)提供大量工程技術(shù)人才是本專業(yè)建設(shè)的方向。根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和技術(shù)發(fā)展趨勢,結(jié)合常州大學(xué)發(fā)展目標(biāo)和本專業(yè)現(xiàn)狀,培養(yǎng)的人才類型為:工程應(yīng)用型。以上海為龍頭的長江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)機械制造業(yè)十分發(fā)達(dá),對本專業(yè)畢業(yè)生的需求量很大。在長三角地區(qū)和常州先進(jìn)制造技術(shù)基地對專業(yè)人才的技術(shù)需求基礎(chǔ)上,形成了本專業(yè)以先進(jìn)制造技術(shù)為線的人才培養(yǎng)目標(biāo)。
本專業(yè)堅持優(yōu)化課程、提高質(zhì)量、注重實效、形成特色的方針,及時修訂本專業(yè)培養(yǎng)計劃和教學(xué)大綱,從課程體系的學(xué)習(xí)方面衡量本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是否體現(xiàn)了學(xué)生在知識、素質(zhì)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展。在生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計、各級科技競賽、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)考查學(xué)生能否從全局的觀點看問題,能否從市場研究、設(shè)計構(gòu)思、生產(chǎn)制造中分析思考,以此判斷培養(yǎng)目標(biāo)是否實現(xiàn)及實現(xiàn)的程度。近幾年來,學(xué)生的四級通過率在95%以上、考研錄取率在30%以上,就業(yè)率為100%,這些數(shù)據(jù)反映了培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)情況。
面向“中國制造2025”,以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為主線,構(gòu)建了機械制造類人才培養(yǎng)模式,并進(jìn)行了有益的實踐。改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式,將理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機地結(jié)合,探索了一種適應(yīng)“中國制造2025”的機械制造類人才培養(yǎng)的模式,逐漸培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)與探索求知的精神,使其創(chuàng)新能力得到提升,工程實踐能力更加突出,為今后的職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
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中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0131-02
一、引言
專業(yè)學(xué)位工程碩士從培養(yǎng)方式上分為非全日制在職工程碩士和全日制工程碩士兩種,在職工程碩士通常有實際工作經(jīng)驗,而全日制工程碩士與工學(xué)碩士相似,其學(xué)生大多數(shù)為應(yīng)屆本科畢業(yè)生,缺乏實際的工作經(jīng)驗。全日制工程碩士雖然在招生對象上與工學(xué)碩士相似,但由于二者的培養(yǎng)目標(biāo)不同,其培養(yǎng)模式、培養(yǎng)方法、教學(xué)體系、論文標(biāo)準(zhǔn)均有較大的區(qū)別。以往的非全日制工程碩士和工學(xué)碩士的培養(yǎng)模式、評估標(biāo)準(zhǔn)和保障體系已不能完全適用,必須構(gòu)建出適合全日制工程碩士培養(yǎng)目標(biāo)的各種體系和機制,以適應(yīng)專業(yè)學(xué)位研究生教育的發(fā)展。
我校機械工程學(xué)科作為最具綜合性和工程實踐特征的學(xué)科之一,從1999年開始,在培養(yǎng)管理工作中積極探索、改革創(chuàng)新,通過學(xué)科建設(shè)、人才隊伍建設(shè)、實踐基地建設(shè)等有效措施,保持工程碩士教育的健康發(fā)展,取得較大進(jìn)展。
二、全日制專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)存在的問題
(一)培養(yǎng)模式與定位不能全面體現(xiàn)工程特色
目前,許多機械類的研究生教育仍沿用學(xué)術(shù)型研究生的培養(yǎng)方式,無法突出專業(yè)學(xué)位研究生的工程特色和應(yīng)用背景,達(dá)不到學(xué)術(shù)型研究生在理論與創(chuàng)新方面的要求。
(二)課程體系不能全面突出實踐性和應(yīng)用性
大多數(shù)院校目前沒有專門用于培養(yǎng)專業(yè)學(xué)位研究生的課程教學(xué)體系,在必修課和選修課方面沿襲學(xué)術(shù)型研究生的課程體系,忽略對專業(yè)學(xué)位研究生工程實踐能力的培養(yǎng)。
(三)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法與工程需求存在差距
專業(yè)學(xué)位研究生大多是應(yīng)屆本科畢業(yè)生,目前教學(xué)內(nèi)容存在“重理論、輕實踐、多灌輸、少研討”的現(xiàn)象,達(dá)不到豐富學(xué)生實踐經(jīng)驗、提高工程實踐能力的要求,不符合企業(yè)需求。
(四)研究課題單一,不能全面體現(xiàn)工程實際
部分專業(yè)學(xué)位研究生在校期間從未參與過工程實際項目,學(xué)位論文幾乎是理論分析與公式推導(dǎo),既不符合專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)目標(biāo),也背離了國家設(shè)立專業(yè)學(xué)位研究生的初衷。
因此,在全日制專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)過程中,探索出理論和實踐相結(jié)合的培養(yǎng)機制,研究出具有機械類行業(yè)特點、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的培養(yǎng)模式,制訂切實可行的培養(yǎng)方案、教學(xué)體系和教學(xué)方法,使機械類專業(yè)學(xué)位研究生具有綜合的專業(yè)知識和良好的實踐能力,具備較強的可持續(xù)發(fā)展能力,注重全面綜合發(fā)展,這無疑是一個重大的課題,對以大機械人才觀,培養(yǎng)更具特色與競爭力的高素質(zhì)、實用復(fù)合型人才具有重要的意義。
三、改革思路
(一)創(chuàng)新培養(yǎng)模式
工程碩士的培養(yǎng)必須改革傳統(tǒng)的“重學(xué)術(shù)、輕實踐”的培養(yǎng)模式,明確培養(yǎng)工程實踐能力強、具有解決工程實踐問題和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型、復(fù)合型高層次工程技術(shù)和工程管理人才的培養(yǎng)目標(biāo),制訂符合現(xiàn)代化建設(shè)要求的專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容,堅持“強基礎(chǔ)、重實踐,求創(chuàng)新”的指導(dǎo)思想,以綜合素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ),以能力培養(yǎng)為主線,對知識、能力、素質(zhì)等方面進(jìn)行合理安排,力求整體優(yōu)化,培養(yǎng)具有工程背景的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。
(二)注重課程設(shè)置
制訂專業(yè)型工程碩士的培養(yǎng)計劃是保證人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)。培養(yǎng)計劃中的課程設(shè)置應(yīng)充分體現(xiàn)“厚理論基礎(chǔ)、重實際應(yīng)用、拓前沿知識、強工程實踐”的特點,采用學(xué)分制和模塊化,將模塊分為必修模塊和選修模塊。減少公共必修課學(xué)時,增加能代表學(xué)科前沿、富有實用性的案例課和高水平選修課,增加實踐環(huán)節(jié)。針對專業(yè)學(xué)位研究生的工程實踐背景,在實踐環(huán)節(jié)方面要求學(xué)生深入企業(yè),時間為0.5~1年,兩個學(xué)分,撰寫出實踐環(huán)節(jié)總結(jié)報告,由企業(yè)導(dǎo)師簽字認(rèn)定,而且,其學(xué)位論文也可以此為背景展開,充分體現(xiàn)專業(yè)學(xué)位工程碩士的培養(yǎng)特色。
在教學(xué)過程中,要求教師采用主題式的教學(xué)模式,按工程項目、工程案例和工程問題組織教學(xué)內(nèi)容,針對不同內(nèi)容提出設(shè)計主題,注重課程內(nèi)容的銜接,不斷激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望,營造創(chuàng)新環(huán)境,培養(yǎng)創(chuàng)新意識、思維、方法和技能。通過淡化分析,加強綜合,強化學(xué)生對機械系統(tǒng)的綜合訓(xùn)練。同時,要求教師針對課程內(nèi)容,以企業(yè)實踐、實驗研究、參加科研、協(xié)助導(dǎo)師指導(dǎo)本科生實踐等方式強化實踐環(huán)節(jié),為論文寫作奠定基礎(chǔ)。
(三)突出實踐環(huán)節(jié)
校內(nèi)實踐環(huán)節(jié)。在選修課中,應(yīng)規(guī)定每門課程必須有實踐操作,同時構(gòu)建高水平的校內(nèi)實踐基地,承擔(dān)與理論課程配套開設(shè)的實驗教學(xué)任務(wù),并為研究生完成學(xué)位論文工作提供必要的工作場地和實驗設(shè)備。
企業(yè)實踐環(huán)節(jié)。企業(yè)實踐環(huán)節(jié)是機械工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié),充分的、高質(zhì)量的企業(yè)實踐是專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要保證。通過該環(huán)節(jié),應(yīng)達(dá)到基本熟悉本行業(yè)工作流程和相關(guān)職業(yè)及技術(shù)規(guī)范,培養(yǎng)實踐研究和技術(shù)創(chuàng)新能力,并結(jié)合實踐完成論文選題工作。
全日制專業(yè)學(xué)位研究生的實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容由校內(nèi)外導(dǎo)師共同協(xié)商決定,認(rèn)真組織開展相應(yīng)的企業(yè)實踐活動,并進(jìn)行必要的總結(jié)和考核評估,獲得相應(yīng)的學(xué)分。
(四)體現(xiàn)工程特色
強化工程實踐的總體思路是:面向工程,建設(shè)基地,提升工程實踐能力;依托課程,融合課外,協(xié)調(diào)開展創(chuàng)新教育。在與相關(guān)企業(yè)建立研究生培養(yǎng)基地與社會實踐基地的同時,不斷豐富學(xué)位論文的選題來源,使其有明確的職業(yè)背景和應(yīng)用價值。在指導(dǎo)方式上,以校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)、校外導(dǎo)師參與為主,合理運用理論知識和技術(shù)解決實際問題。
培養(yǎng)過程采取課程學(xué)習(xí)、企業(yè)實踐和學(xué)位論文相結(jié)合的方式。注重對工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),增長工作經(jīng)驗,縮短就業(yè)適應(yīng)期。在研究生入學(xué)后,導(dǎo)師要從學(xué)生的實際和社會需求出發(fā),為其制訂培養(yǎng)計劃。課程設(shè)置要以實際應(yīng)用為導(dǎo)向,以職業(yè)需求為目標(biāo),以綜合素養(yǎng)和應(yīng)用知識與能力的提高為核心。
對于企業(yè)實踐環(huán)節(jié),可采取集中實踐與分段實踐相結(jié)合的方式。通過建立校企培養(yǎng)基地,共同培養(yǎng)專業(yè)學(xué)位研究生,改革創(chuàng)新實踐教學(xué)模式,積極探索人才培養(yǎng)機制。
四、實施效果
(一)建立具有科學(xué)性、實用性的培養(yǎng)模式及課程體系
機械工程專業(yè)學(xué)位碩士的課程內(nèi)容要根據(jù)企業(yè)需求和近幾年畢業(yè)生的就業(yè)情況來設(shè)置。機械工程專業(yè)學(xué)位研究生開設(shè)《機械工程領(lǐng)域工程實踐問題案例分析》、《機械制造技術(shù)應(yīng)用與實踐》、《機械工程實驗與分析》及《實踐環(huán)節(jié)》等工程實踐與案例課程;同時還開設(shè)了相關(guān)的選修課,充分體現(xiàn)培養(yǎng)特色。
(二)確立科學(xué)、系統(tǒng)、前后呼應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容
機械工程專業(yè)將《現(xiàn)代制造技術(shù)》、《現(xiàn)代控制理論及應(yīng)用(機械)》、《現(xiàn)代設(shè)計理論與方法》集設(shè)計、制造、控制于一體,與選修課《復(fù)雜表面制造技術(shù)》、《數(shù)控設(shè)備設(shè)計與分析》等制造、設(shè)計、測試、分析相呼應(yīng),形成完整的課程體系。同時,將教師的典型科研項目加入課堂教學(xué),按工程項目、工程案例和工程問題組織教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合實踐能力。
(三)建立實踐教學(xué)基地,提高學(xué)生的工程實踐能力
注重吸納使用社會資源,加強合作辦學(xué),建立聯(lián)合培養(yǎng)基地,充分發(fā)揮我校機械工程專業(yè)學(xué)位人才培養(yǎng)的優(yōu)勢。從2000年開始,以機械工程領(lǐng)域為依托,先后與沈陽多家大型裝備制造業(yè)企業(yè)建立研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地,并保持長期合作關(guān)系,邀請該領(lǐng)域?qū)嵺`經(jīng)驗豐富的專家參與專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng),參加學(xué)位論文評審、答辯等環(huán)節(jié)。2010年5月,由沈陽市政府牽頭,我校與沈陽六家企業(yè)共同組建“沈陽鐵西裝備制造業(yè)聚集區(qū)公共研發(fā)促進(jìn)中心”,為機械專業(yè)型工程碩士的培養(yǎng)提供更大的平臺。
(四)穩(wěn)步實施“雙導(dǎo)師”制,建設(shè)一只具有工程實踐背景的師資隊伍
建設(shè)一支專兼結(jié)合,既有較高學(xué)術(shù)水平又有豐富教學(xué)經(jīng)驗,具有工程實踐背景的師資隊伍,是做好工程碩士培養(yǎng)工作的關(guān)鍵。為體現(xiàn)工程碩士的培養(yǎng)特點,積極探索校內(nèi)外“雙導(dǎo)師”制,即以校內(nèi)導(dǎo)師為主,企業(yè)導(dǎo)師為輔,共同指導(dǎo)實踐環(huán)節(jié)、項目研究與學(xué)位論文等多個培養(yǎng)環(huán)節(jié),共同承擔(dān)專業(yè)學(xué)位研究生教育的培養(yǎng)工作。
通過聘任更多有著較高理論水平和豐富實踐經(jīng)驗的企業(yè)單位專業(yè)人才做兼職導(dǎo)師,同時不斷提高校內(nèi)師資隊伍的專業(yè)化水平,鼓勵教師參與橫向課題,加強內(nèi)部培訓(xùn),參加專業(yè)技能培訓(xùn)等方式,豐富教師的實踐經(jīng)驗,不斷提高專業(yè)課教師的專業(yè)實踐能力,提升整個專業(yè)學(xué)位研究生教育師資隊伍的專業(yè)化水平。自開始招收機械工程工程碩士始,即要求其導(dǎo)師由學(xué)術(shù)造詣深、工程實踐能力強,且有企業(yè)橫向科研課題背景的教授擔(dān)任,保證工程碩士的培養(yǎng)質(zhì)量。幾年來,有20余位校內(nèi)教師及每年吸納10余名不同學(xué)科領(lǐng)域的專家、學(xué)者和實踐經(jīng)驗豐富的人員做校外導(dǎo)師,參與實踐課程、項目研究與學(xué)位論文等多個培養(yǎng)環(huán)節(jié),共同承擔(dān)專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)工作,增加學(xué)生的實際工作經(jīng)驗,縮短就業(yè)適應(yīng)期,取得良好效果。
(五)強化結(jié)合工程實踐背景的學(xué)位論文選題
主管單位:中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會排灌機械會
主辦單位:中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會排灌機械學(xué)會;中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會排灌機械分會;江蘇大學(xué)流體機械工程技術(shù)中心
出版周期:雙月刊
出版地址:江蘇省鎮(zhèn)江市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1674-8530
國內(nèi)刊號:32-1814/TH
郵發(fā)代號:28-82
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1982
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
《機械工程控制基礎(chǔ)》課程,是全國高等教育自學(xué)考試機電一體化工程專業(yè)(獨立本科)必考的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。并且是一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。工程控制論實質(zhì)上是研究工程技術(shù)中廣義系統(tǒng)的動力學(xué)問題[1]。機械工程控制基礎(chǔ)課程的主要內(nèi)容就是根據(jù)控制論的理論基礎(chǔ),研究機械工程技術(shù)中廣義系統(tǒng)的動力學(xué)問題。
本課程的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生以動態(tài)、整體、聯(lián)系的觀點研究分析一個機械工程系統(tǒng),運用控制論中的基本概念和方法,解決機械工程領(lǐng)域中有關(guān)自動控制及系統(tǒng)動力學(xué)方面的問題。其特點是從信息的傳遞、轉(zhuǎn)換和反饋角度來分析系統(tǒng)的動態(tài)行為;為采用控制的觀點和思想方法解決生產(chǎn)過程中存在的問題以及為了使系統(tǒng)按預(yù)定的規(guī)律運動,達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo),實現(xiàn)最佳控制打下基礎(chǔ);并且也可以為后續(xù)的機械類相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打下一定的理論基礎(chǔ)[2]。
機械工程控制基礎(chǔ)研究的問題帶有普遍性,對工程實踐具有重要的指導(dǎo)意義,該課程的開設(shè)對培養(yǎng)學(xué)生運用控制原理的基本方法教育教學(xué)論文,提高分析和解決各種工程問題的能力奠定扎實的理論基礎(chǔ)。為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)和今后從事控制工程實踐奠定基礎(chǔ)。
本課程要求考生掌握經(jīng)典控制理論的基本概念,基本原理和基本方法。在牢固掌握控制理論基本概念和典型自動控制系統(tǒng)的特點的基礎(chǔ)上,具備對簡單機電系統(tǒng)進(jìn)行分析的能力,深刻理解并熟練掌握典型系統(tǒng)(特別是一階系統(tǒng))的時域和頻域特性;能判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性;了解系統(tǒng)辨識的基本原理及相應(yīng)的方法怎么寫論文。
但是,由于該課程比較抽象,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高,學(xué)習(xí)效果也不理想,甚至產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。本文針對自考生的這種現(xiàn)象,提出了與普通本科教學(xué)不同的教學(xué)方法和教學(xué)手段。針對非自學(xué)型自考學(xué)生,從教師的講解思路和方法出發(fā),結(jié)合本課程的特點,淺談筆者的教學(xué)體會,以供同行商榷。
1、了解學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀
自考學(xué)生普遍是,在高中時期學(xué)習(xí)相對較差,但是,又具有想學(xué)會心態(tài)。因此,這是最大的一個矛盾,本身的基礎(chǔ)薄弱,又想學(xué)會教育教學(xué)論文,通過考試。這就需要教師的辛勤付出去幫助學(xué)生解決這一矛盾。
本門課程要求以物理,電工學(xué),高等數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),這些前期課程,學(xué)生本身可能就沒有學(xué)精通,所以,學(xué)習(xí)氣機械工程控制基礎(chǔ)就會更難。作為授課教師,一定要充分了解學(xué)生學(xué)不會,是什么原因造成的。當(dāng)了解的現(xiàn)狀后,就應(yīng)該吧學(xué)生不會的內(nèi)容再給補充上。當(dāng)然這里也存在一個課時的問題,不可能把前期的課程全部都再教一遍,能做到的只是,當(dāng)本門課程用到哪部分內(nèi)容后,就把那一部分內(nèi)容補充上,絕不可能通篇全講。
例如:在第二章講授拉普拉斯變換時,就必須把高等數(shù)學(xué)中積分和求導(dǎo)的基本公式補充上,不然學(xué)生就會因為積分求導(dǎo)不會,而導(dǎo)致拉普拉斯變換學(xué)不會。
例如:在講第三章系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型時,就必須把物理的受力分析教育教學(xué)論文,牛頓定律等補充上。這樣學(xué)生才可以分析一個機械系統(tǒng)的受力,才可以建立微分方程。在這一章的內(nèi)容中還要補充上基爾霍夫電壓定律,電流定律,不然學(xué)生就很難建立電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的微分方程。
在補充上述的內(nèi)容時,主要是要注重對這些基礎(chǔ)理論如何應(yīng)用??梢酝ㄟ^多講例題,講簡單的例題,來使得學(xué)生能會用這些基礎(chǔ)理論。
2、樹立學(xué)生學(xué)習(xí)信心
改變學(xué)生對機械工程控制基礎(chǔ)的厭學(xué)心理,解除對這門課產(chǎn)生恐懼的精神壓力,營造出一種比較輕松愉快的心理環(huán)境;還應(yīng)該排除心理障礙,盡快的熟悉本門課程中處理問題的方法,轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)觀念。
學(xué)生在學(xué)習(xí)時,剛剛開始學(xué),就會覺得不會,因為,開始部分就是拉普拉斯變換。但是,這一章必須要讓學(xué)生學(xué)會!這是磨刀不費砍材功。這里當(dāng)然要用到較多的高數(shù)知識,用什么就補什么,這里即使用的課時較多,也必須學(xué)會怎么寫論文。一方面這是整個課程的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育教學(xué)論文,另一方面如果開始學(xué)生就沒學(xué)會,那么就會導(dǎo)致學(xué)生放棄這門課。可以通過一些簡單的練習(xí),讓學(xué)生感覺自己會做題,在心理上,學(xué)生就會慢慢的建立起信心來。在這樣的一個基礎(chǔ)上,學(xué)生才可以不恐懼,也就不放棄了。教師講課的過程中常常通過一些暗示給學(xué)生,這門課簡單,易學(xué)會,易通過。這對于學(xué)生樹立學(xué)會的信心和通過的信心,是很有幫助的。
每年都會有一部分考生在聽課過程中或聽完全課程后,進(jìn)入復(fù)習(xí)階段時感到心中沒底,加之時間緊,就放棄了,很可惜。所以,進(jìn)入復(fù)習(xí)階段,教師更應(yīng)多給學(xué)生鼓鼓勁,讓學(xué)生樹立“我能行” 的信心。樹立考試成功的信心,不打 “退堂鼓”。
3、提高學(xué)生應(yīng)試能力
一般這個階段要放在全課程學(xué)完之后教育教學(xué)論文,提高學(xué)生應(yīng)試能力是至關(guān)重要的,也是提分最快的方法。
首先,要掌握考試重點,不能通篇用勁。在全面閱讀教材的基礎(chǔ)上,掌握重點章節(jié)內(nèi)容,著重掌握系統(tǒng)傳遞函數(shù)、方塊圖、誤差分析、時域分析、頻域分析、穩(wěn)定性判別。從知識點分布來看,本課程試題覆蓋了教材七章的全部內(nèi)容。單選題覆蓋面最廣,基本上每章都能涉及。填空題覆蓋面廣,覆蓋了教材的七章內(nèi)容,主要是考查學(xué)生掌握基本概念的能力,也有少部分是計算的。簡答題考查學(xué)生掌握基本概念,最近幾年的簡答題多數(shù)都是概述、識記基本概念。計算題分布很廣,主要是考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。從整體來看,教材七章內(nèi)容知識點分布不均勻,重點章節(jié)主要是第3章,第4章,第5章,第6章。而第1章、第2章和第7章是知識點考查較少的章節(jié)。
其次,全面分析歷年考題教育教學(xué)論文,了解考試中的題型規(guī)范,試題難度,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要熟練掌握各種典型的例題。熟練掌握出現(xiàn)在歷年考題中典型題型的解題思路,并多次練習(xí),歷年考題可以反復(fù)練習(xí)多次怎么寫論文。
例如:勞斯穩(wěn)定判據(jù)的題目,一部分題目為直接運用勞斯判據(jù)來判斷穩(wěn)定性,還有一部分題目為,求取系統(tǒng)中某參數(shù)的穩(wěn)定范圍。但是這類題目,只要多做練習(xí),學(xué)生基本都可以掌握。
最后,學(xué)生在應(yīng)試中總是存在一些問題。因此,要求學(xué)生要做到:1.排除一切思想雜念,一心一意答題。2.拿到試卷后,迅速瀏覽試卷。同時要快速瀏覽考題和相應(yīng)的分值,按難易程度確定做題的順序,首先做最熟悉的題目和內(nèi)容;主觀題中如有得心應(yīng)手題,應(yīng)先做,然后再按順序答題,遇到一時難答的題果斷跳過教育教學(xué)論文,答后面的題,以防在某道題上耽擱時間,影響后面的答題。3.答完卷后別忘記重新考慮最初沒確定答案的那些題,另外要至少全部檢查一遍看有沒有因疏忽而出錯的地方。4.不要盲目提前交卷,在確保沒有漏題的情況下經(jīng)過兩遍檢查方可交卷。
4、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能
學(xué)完本課程后,進(jìn)入復(fù)習(xí)階段,一般說來至少要留出一個月的總復(fù)習(xí)時間。在總復(fù)習(xí)期間,教師給學(xué)生鼓勁,教給學(xué)生復(fù)習(xí)方法,把學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能最大限度的挖掘出來。要提醒學(xué)生注意:1.制定詳細(xì)的復(fù)習(xí)計劃,按部就班地復(fù)習(xí),提高效率。在復(fù)習(xí)時更應(yīng)注意經(jīng)常翻閱和回憶教材摘要認(rèn)真領(lǐng)會,揣摩并加以熟練掌握。
參考文獻(xiàn)
[1]楊叔子,機械工程控制基礎(chǔ)(第五版),武漢:華中科技大學(xué)出版社,2005.2。
中圖分類號:G642.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)04-0036-02
一、引言
目前,我國機械工程研究生的培養(yǎng)方向一直以學(xué)術(shù)型為主,學(xué)術(shù)型研究生基礎(chǔ)理論知識較扎實,但解決工程實際問題的能力相對不足的矛盾逐漸凸顯出來,當(dāng)前研究生培養(yǎng)模式就是造成這種現(xiàn)象的主要原因之一。因此,探討一種行之有效的機械工程專業(yè)學(xué)位研究生工程培養(yǎng)模式,成為了當(dāng)前研究生教育的重點內(nèi)容之一。
自恢復(fù)研究生教育以來,我國機械工程研究生的培養(yǎng)方向一直以學(xué)術(shù)型為主。每年畢業(yè)的機械工程研究生主要為高等院校和科研單位培養(yǎng),從事科學(xué)研究及高等教育工作。而學(xué)術(shù)型機械工程研究生主要以基礎(chǔ)理論為主,存在工程實踐方面不足等問題。目前,以市場化為主導(dǎo)的國家經(jīng)濟(jì)模式使機械工程研究生的數(shù)量在不斷增加,機械工程畢業(yè)研究生數(shù)量使高校和科研單位飽和,多數(shù)研究生將以大中型企業(yè)等單位為就業(yè)的主體。因此,為了適應(yīng)當(dāng)前大中型企業(yè)及國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,對研究生工程能力的要求越來越高,并成為當(dāng)前研究生教育的重點內(nèi)容。
綜上所述,在研究生工程能力的培養(yǎng)中,存在一些不足之處,制約了研究生的培養(yǎng)效果,達(dá)不到社會對研究生的期望值。因此,很有必要對機械工程專業(yè)學(xué)位研究生的創(chuàng)新素質(zhì)和科研工程能力的培養(yǎng)模式進(jìn)行研究,為機械工程專業(yè)學(xué)位研究生的教育提供一種有效地、可行的教育模式。
本文主要對基于工程項目的機械工程專業(yè)學(xué)位研究生工程實訓(xùn)模式進(jìn)行研究,結(jié)合本人所指導(dǎo)的機械工程專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng),以企業(yè)項目案例為平臺,對其科研工程意識、科研工程知識及科研工程能力等方面進(jìn)行培養(yǎng),使其具有較強的創(chuàng)新素質(zhì)和科研工程能力,為其他研究生的培養(yǎng)模式研究提供理論依據(jù)。
二、科研能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)培養(yǎng)
科研基礎(chǔ)知識和科研意識是科研能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)??蒲谢A(chǔ)知識主要包括與研究方向相關(guān)的機械和電氣控制方面的理論基礎(chǔ)知識和應(yīng)用軟件方面的知識,如機械原理、高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、現(xiàn)代控制理論、二維和三維工程繪圖軟件等基礎(chǔ)知識和應(yīng)用軟件;科研意識主要是指科研工程項目的前瞻性能力和創(chuàng)新欲望。
(一)基于實際機械系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式
課堂教學(xué)的理論知識僅僅是工程項目實施的基礎(chǔ)知識,將這些基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用于工程項目的實施,還需要不斷提高科研工程知識。本項目以6-DOF串聯(lián)機械臂系統(tǒng)為例,指導(dǎo)和加強研究生學(xué)習(xí)與機器人相關(guān)的理論知識以及工程項目實施方面的知識,了解國內(nèi)外機器臂的發(fā)展動態(tài),加強掌握科研基礎(chǔ)知識,增強研究生的科研工程項目實施的意識。
以首鋼莫托曼機器人有限公司研制的6-DOF串聯(lián)機器人系統(tǒng)為例,啟發(fā)和誘導(dǎo)研究生掌握該機械人研制的關(guān)鍵科學(xué)問題和工程實施中關(guān)鍵工程工藝問題等,包括運動學(xué)、動力學(xué)和機械系統(tǒng)設(shè)計等方面。針對每部分關(guān)鍵科學(xué)問題和工程實施中關(guān)鍵工程工藝問題等,發(fā)揮研究生的主觀能動性,對機械臂進(jìn)行系統(tǒng)的研究,進(jìn)一步完善研究生的科研能力和創(chuàng)新能力。
這種通過實際案例的學(xué)習(xí)方法可以理論聯(lián)系實際,使理論學(xué)習(xí)內(nèi)容可視化,直接驗證理論學(xué)習(xí)的可行性,加深了學(xué)生對課程內(nèi)容的理解,促進(jìn)了理論知識在工程方面的應(yīng)用,同時也增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(二)基于已實施的科研工程項目,探索性實踐教學(xué)模式
基于已實施的國家基金項目“串并混聯(lián)擬人機械腿的力約束及動載協(xié)調(diào)分配問題研究”,指導(dǎo)學(xué)生探索性學(xué)習(xí)機械工程項目實施方面的知識。首先,引導(dǎo)學(xué)生掌握該項目立項的依據(jù),即項目實施的工程和科學(xué)意義,同時使學(xué)生了解該項目的研究內(nèi)容以及研究內(nèi)容及創(chuàng)新點提出的工程科學(xué)意義。然后,針對研究內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生展開研究,啟發(fā)誘導(dǎo)研究分組進(jìn)行運動學(xué)、動力學(xué)、機械系統(tǒng)設(shè)計等方面的實踐,進(jìn)一步提高科研工程實施能力。最后,研制串并混聯(lián)擬人機械腿樣機。
(三)科研工程培訓(xùn)總結(jié)
對已進(jìn)行的工程案例進(jìn)行總結(jié),發(fā)現(xiàn)自身的不足之處,提高相關(guān)科研理論知識和工程項目實施方面的能力,寫成科研工程論文,以提高研究生的總結(jié)能力,對研究生今后的工作奠定基礎(chǔ)。
通過上述學(xué)習(xí)方式,鞏固了研究生的科研基礎(chǔ)知識,增強了研究生的團(tuán)隊協(xié)作意識、科研動力及興趣,有利于研究生激發(fā)出創(chuàng)新思維,也有利于營造一種和諧向上的學(xué)術(shù)氛圍。
三、科研專業(yè)知識及科研能力的培養(yǎng)
科研工程專業(yè)方面的能力主要是指在項目實施過程中,理論知識及工程實踐經(jīng)驗等的運用能力。本文主要通過探索性實踐的方式,來檢驗研究生科研能力的掌握程度。以一種新型雙軸顎式破碎機的設(shè)計為例,增強研究生的科研和創(chuàng)新能力。首先,對目前顎式破碎機進(jìn)行調(diào)研,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有破碎機的不足之處以及需要改進(jìn)的地方;其次,基于現(xiàn)有破碎機的不足之處,提出新型顎式破碎機方案,解決現(xiàn)有存在的問題;然后,對新型顎式破碎機進(jìn)行性能研究并進(jìn)行設(shè)計方法研究;最后,研制樣機并進(jìn)行實驗研究。
通過對當(dāng)前顎式破碎機的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前顎式破碎機存在破碎物料不均勻、破碎效率低、顎板磨損厲害、很難實現(xiàn)超細(xì)破碎以及耗能大等缺點。為克服傳統(tǒng)顎式破碎機的不足之處,提出了一種新型的雙軸復(fù)擺顎式破碎機。
對這種新型雙軸復(fù)擺顎式破碎機的行程特征值、運動學(xué)、動力學(xué)等性能進(jìn)行研究,給出各性能的分布規(guī)律。首先,應(yīng)用遺傳基因方法對新型雙軸復(fù)擺顎式破碎機的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,給出合理的結(jié)構(gòu)參數(shù),同時考慮加工與裝配工藝性,設(shè)計了一種雙軸復(fù)擺顎式破碎機樣機;其次,對這種樣機進(jìn)行試驗研究,結(jié)果表明,同樣破碎500kg的物料,單軸機需要269s,而雙軸機只需要52s,只占單軸機破碎物料所需時間的五分之一;然后,在細(xì)料占總成品的比例上,雙軸是單軸的2.5倍,在每小時的生產(chǎn)能力上雙軸是單軸的5.2倍;最后,在衡量破碎機產(chǎn)能的指標(biāo)值S上,雙軸是單軸的2.5倍。因此,綜合上述的分析和數(shù)據(jù)認(rèn)為,新型雙軸復(fù)擺顎式破碎機的性能明顯優(yōu)于單軸破碎機,具有很好的工程應(yīng)用價值。
四、結(jié)論
本文基于實際工程項目的機械工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式的研究,提高了研究生的科研素質(zhì)及創(chuàng)新能力等,研究生獲得了一定的成績。在這個過程中,研究生研制了擬人機械腿、顎式破碎機等樣機,提高了工程能力。同時,還撰寫和發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文,授權(quán)了多項發(fā)明專利和實用新型專利。
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[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)06-0029-02
科研在高校中的地位和作用是毋庸置疑的,尤其是在985高校和211高校中更是如此。但以教學(xué)為中心、不斷提高高校的教學(xué)質(zhì)量也是高校工作永恒的主題。高校通過教學(xué)工作來培養(yǎng)高層次人才這是其根本任務(wù),教學(xué)工作始終是高校的中心工作之一。本科教育是高等教育的主體和基礎(chǔ),抓好本科教學(xué)是提高整個高等教育質(zhì)量的重點和關(guān)鍵。高校教學(xué)和科研是相互依賴、相互促進(jìn)、不可分離的。高校教師既要從事教書育人的工作,又要進(jìn)行科學(xué)研究,還要將兩者有機結(jié)合起來,這樣才能使教學(xué)質(zhì)量和科研水平相互提高。[1][2]高校只有重視科研工作,以科研促教學(xué),深化教學(xué)改革,優(yōu)化課程體系,更新教學(xué)內(nèi)容[3][4][5],才能提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,體現(xiàn)辦學(xué)的特色、強勢和品牌性。[6][7][8]有關(guān)科研與教學(xué)的關(guān)系以及科研對教學(xué)的作用,國內(nèi)外學(xué)者、教師都做了很多研究,如文獻(xiàn)[1]、[2]、[3]對高校中科學(xué)研究與人才培養(yǎng)之間的關(guān)系做了論述,強調(diào)教學(xué)與科研的統(tǒng)一;文獻(xiàn)[4]論述的是科學(xué)研究在促進(jìn)本科教學(xué)中的作用;文獻(xiàn)[5]強調(diào)科研在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中對教學(xué)的促進(jìn)作用。以上文獻(xiàn)中都沒有涉及科學(xué)研究在機械工程專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程群中的應(yīng)用。可見,進(jìn)行這方面的研究是有意義的。本文就是從這方面入手,探索科研在機械工程專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程群中的應(yīng)用。
一、我校教學(xué)與科研現(xiàn)狀
我校是一所地方性、綜合性院校,是一所以工為主,專業(yè)涵蓋工、管、理、醫(yī)、經(jīng)、文、法、藝術(shù)、教育等9大學(xué)科門類,直屬廣西壯族自治區(qū)政府管理的普通高等學(xué)校。學(xué)校占地面積近4700畝,面向全國27個?。▍^(qū)、市)招生,有全日制本??茖W(xué)生、研究生、留學(xué)生共25000余人。學(xué)校以本科教育為主,積極發(fā)展研究生教育和國際教育,不斷提升辦學(xué)層次、水平和特色。為建設(shè)成為國內(nèi)先進(jìn)、有特色、高水平的應(yīng)用型大學(xué),學(xué)校在教學(xué)和科研方面做了大量的工作,但也存在一些問題。
(一)過多強調(diào)科研
多年來,我校對本科教育口頭重視多,實際行動少;教師教學(xué)考核強調(diào)數(shù)量,缺少質(zhì)量。由于過多強調(diào)科研等顯性數(shù)據(jù)指標(biāo),如高水平論文、高級別研究項目、高科研經(jīng)費等,對大學(xué)定位存在誤解,以及擴(kuò)招等一系列因素,本科教育特別是本科生教學(xué)在高校教育中處于相對弱勢甚至是邊緣化的地位。然而,世界上的一流大學(xué),其對本科教育教學(xué)工作都很重視。盡管這些大學(xué)擁有強大的科研實力和研究成果,但最讓這些大學(xué)感到自豪并最終確立他們高水平地位的關(guān)鍵因素,依然是他們響當(dāng)當(dāng)?shù)谋究平逃|(zhì)量。時至今日,這些大學(xué)仍然在不斷地研究如何進(jìn)一步提高本科教學(xué)質(zhì)量,以適應(yīng)社會的需求。
(二)科研與教學(xué)缺失
由于學(xué)校一味強調(diào)科研,教師只能全身心地投入到科研中,但研究成果出來以后,只有小部分應(yīng)用于生產(chǎn)實際或教學(xué),大部分研究成果只能躺在成果庫里睡覺。教育教學(xué)改革呼喚著科研,但在學(xué)??蒲兄校處熆蒲信c教學(xué)缺失的現(xiàn)象卻并不少見,具體表現(xiàn)為:教師在研究中充當(dāng)著資料的提供者、失語的研究者和被動的參與者,而不是將科研與教學(xué)相結(jié)合。造成教師研究與教學(xué)脫鉤的原因主要有兩個方面:教師對高??蒲袑嵸|(zhì)的理解不到位 ,以及學(xué)校對科研的評價方法不科學(xué)。
二、機械工程專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程
我校的機械工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案強調(diào),本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,具有扎實的機械工程專業(yè)基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能,具有較強的工程實踐能力、職業(yè)技能和創(chuàng)新精神,并具有較強的自主學(xué)習(xí)能力、自主發(fā)展能力和社會適應(yīng)能力的可持續(xù)發(fā)展的能從事現(xiàn)代機械工程領(lǐng)域內(nèi)的機械設(shè)計制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。專業(yè)主要課程中有制圖及計算機繪圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料與金屬工藝學(xué)、機械原理、機械設(shè)計、機械工程控制基礎(chǔ)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測量、氣液壓控制、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝置設(shè)計、機械CAD/CAM,這些都是學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課。這些課程在三類課程中具體所占的學(xué)分為公共課學(xué)分占37.0,學(xué)科基礎(chǔ)課學(xué)分占85.5,專業(yè)課學(xué)分占15.5。
機械工程專業(yè)是我校辦學(xué)最早的幾個專業(yè)之一,為社會培養(yǎng)了大量的機械工程專業(yè)人才。多年來,學(xué)校一直不斷深化教育教學(xué)改革,憑借多年沉淀的教學(xué)資源優(yōu)勢,不斷加快機械工程專業(yè)課程改革的步伐,力爭為社會培養(yǎng)出更多高質(zhì)量的人才。我們教師所做的科研,絕大多數(shù)與這些課程有關(guān)。如果能把教師的科研應(yīng)用到這些課程中,無疑能對教學(xué)起很大的促進(jìn)作用。
三、具體實踐應(yīng)用
為探索科研在機械工程專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程群中的應(yīng)用研究,我們做了如下具體實踐。
(一)項目調(diào)研
機械工程專業(yè)是傳統(tǒng)的工科專業(yè),在人才培養(yǎng)方案的結(jié)構(gòu)體系中,課程體系包括公共課、學(xué)科基A課和專業(yè)課等,其中學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課所占的比重較大,課程門數(shù)較多。由于教師所做的科研較多,有些科研與這些課程群有關(guān),有些則比這些課程群超前許多,再加上由于機械工程專業(yè)辦學(xué)歷史較長,有些課程內(nèi)容較陳舊,因此,我們首先要進(jìn)行調(diào)研,看看兄弟院校是如何處理這些問題的。
(二)科研項目、內(nèi)容的整理
由于大多數(shù)科研骨干歷年來所做的項目較多,這些科研項目包括國家自然科學(xué)基金、廣西自然科學(xué)基金、廣西科技開發(fā)項目、柳州市科技開發(fā)項目、教育廳科研項目和校級科研項目以及橫向科研項目等。在這些項目中,有些項目所研究的內(nèi)容、研究成果與學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課有關(guān),有些項目比較前沿,這些項目對本科生來說有些超前,這樣前者可以直接應(yīng)用到本科教學(xué)中去,后者則要儲備起來。因此,要對這些科研項目、科研成果進(jìn)行梳理,找出與學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課有關(guān)的內(nèi)容,為后續(xù)工作做好準(zhǔn)備。
(三)科研項目、內(nèi)容與學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課課程群相結(jié)合
根據(jù)前面梳理出來的科研項目和科研成果,我們結(jié)合學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課的內(nèi)容特點,以某一門課的某一章節(jié)為切入點,刪減一些陳舊的內(nèi)容,增加一些學(xué)科前沿知識,并將其作為一個案例或一個章節(jié)來處理。比如廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目(項目編號:桂科能05112001-7B)《信息與通信技術(shù)重點實驗室建設(shè)――鋼圈系列產(chǎn)品虛擬設(shè)計開發(fā)平臺》的科研成果,就可以與機械工程專業(yè)課機械CAD/CAM相結(jié)合,把研究內(nèi)容《鋼圈參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)》結(jié)合到課程的第五章――機械CAD/CAM建模技術(shù)中去,作為一個案例來講授,這大大豐富了課程內(nèi)容。
(四)相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課教案、課件的修改與融合
找到結(jié)合點后,就要對原來的教案和課件進(jìn)行修改補充:有些陳舊的內(nèi)容該刪減的刪減,新的內(nèi)容該補充的補充,要相互融合;有些內(nèi)容較簡單可直接修改,有些內(nèi)容較多較復(fù)雜,要采取各種手段滿足教學(xué)要求,比如將科研內(nèi)容編制成軟件。廣西壯族自治區(qū)教育廳科研項目《基于制造業(yè)信息化服務(wù)平臺的公差與配合應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)的開發(fā)研究》就是以軟件形式編制出來后,融合到機械工程專業(yè)課機械CAD/CAM第三章――設(shè)計/制造數(shù)據(jù)的處理技術(shù)中去,作為一個例子,這既補充了教材的熱藎又能使學(xué)生接觸到前沿知識。
(五)課堂教學(xué)實踐與評價
把結(jié)合科研成果做好的教案、課件和軟件應(yīng)用到課堂教學(xué)中去,可以使學(xué)生受益。應(yīng)根據(jù)課堂教學(xué)效果和學(xué)生的反饋對這些教案、課件和軟件進(jìn)行修改補充,完善提高。條件成熟時,還可以根據(jù)研究結(jié)果對相應(yīng)的教材進(jìn)行修訂,使科研成果進(jìn)入教材。
四、結(jié)束語
通過以上的具體實踐,我們把自己的研究成果應(yīng)用到機械工程專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程群中,使學(xué)生能學(xué)到機械工程學(xué)科的前沿知識,這既增長了學(xué)生的見識,又提高了教師的教學(xué)質(zhì)量。
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機械工程實驗室作為高等院校機械工程及近機類專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的實踐基地,也是學(xué)生接觸實際生產(chǎn)、獲得生產(chǎn)技術(shù)及管理知識,進(jìn)行工程師基本素質(zhì)訓(xùn)練的平臺,對大學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)發(fā)揮著舉足輕重的作用。
在中國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,而適應(yīng)社會需求的專業(yè)人才相對匱乏的形勢下,教育部提出了“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力、善創(chuàng)新”的高校專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),對于大學(xué)生的培養(yǎng),高校既要使其具有厚實的專業(yè)基礎(chǔ)和基本技能,又要具有廣泛的適應(yīng)能力和創(chuàng)新精神[1]。這不僅對高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定和教學(xué)計劃的安排提出了具體的要求,而且對實驗室建設(shè)也具有重要的指導(dǎo)意義。基于國內(nèi)高校機械工程實驗室的實際情況,本文提出了一種新型的實驗室建設(shè)模式,加大學(xué)生基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能及創(chuàng)新能力的培養(yǎng),有效解決了寬廣知識面與深厚專業(yè)技能兩者不可兼得之間的矛盾。
1 國內(nèi)機械工程實驗室的現(xiàn)狀
教育部新頒布的本科專業(yè)目錄在逐步消除原專業(yè)劃分過細(xì)帶來的問題,側(cè)重于學(xué)生在專業(yè)內(nèi)的綜合技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。而國內(nèi)高校機械工程實驗室大多仍保留著原來的運行模式,主要體現(xiàn)在3個方面:
(1)實驗室構(gòu)成:國內(nèi)高校大部分是機械原理實驗室、機械設(shè)計實驗室、機械制造實驗室、機械CAD/CAM實驗室、機械創(chuàng)新實驗室、金屬材料實驗室、機電傳動實驗室等組成模式,其構(gòu)成主要側(cè)重于學(xué)生在設(shè)計、制造方面的能力培養(yǎng),而對于國內(nèi)大多數(shù)高校的本科畢業(yè)生而言,畢業(yè)后從事設(shè)計方面工作的人數(shù)占比很小,大多集中在制造、測量與質(zhì)量控制等領(lǐng)域就業(yè)。因此目前普通高校的機械工程實驗室在產(chǎn)品性能測定、物流及成本核算等方面存在一定的功能缺陷。
(2)實驗室運行模式:實驗設(shè)備引進(jìn)方面,國內(nèi)高校機械工程實驗室建設(shè)仍然根據(jù)專業(yè)性質(zhì),采用“教師申請―學(xué)校審批―招標(biāo)―采購―學(xué)校驗收”的操作模式購買相應(yīng)設(shè)備,根據(jù)設(shè)備情況開設(shè)相應(yīng)的實驗項目,因此存在著設(shè)備共享困難、重復(fù)購置率較高、利用率低下的問題[2,3]。在教學(xué)質(zhì)量控制上,一般采用實驗教學(xué)抽查、聽課等方式對教學(xué)質(zhì)量及規(guī)范性進(jìn)行檢查和監(jiān)督,但是對于學(xué)生的滿意度及培養(yǎng)質(zhì)量關(guān)注普遍較少。
(3)實驗室隊伍建設(shè):目前實驗室管理人員在高校師資隊伍建設(shè)中仍處于不受重視的地位,普遍存在實驗室人員學(xué)歷較低、技能單一等問題。隨著新知識、新技術(shù)的更新速度加快,實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備更新及學(xué)生能力培養(yǎng)都對實驗教學(xué)隊伍的素質(zhì)提出了更高的要求。由于長期得不到應(yīng)有的重視,導(dǎo)致實驗教學(xué)隊伍的知識更新緩慢,甚至部分實驗教師沒有接受過系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練[4]。另外,由于教學(xué)、科研類崗位普遍比實驗崗位待遇高,也導(dǎo)致大批實驗技術(shù)骨干人員不愿從事實驗教學(xué)工作,而轉(zhuǎn)入教學(xué)、科研崗或為了離開實驗崗而選擇繼續(xù)深造,造成實驗教學(xué)隊伍的人才流失。這些因素均制約了實驗隊伍的創(chuàng)新能力及實驗水平的提高,成為實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中的瓶頸之一。
2 我校機械工程實驗室的創(chuàng)新模式
2.1 實驗室構(gòu)建
我校機械工程實驗室從培養(yǎng)學(xué)生厚基礎(chǔ)、寬口徑的實際出發(fā),經(jīng)過資源整合把實驗室分成機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械創(chuàng)新、機械制造、測試與控制、生產(chǎn)管理5個模塊。學(xué)生在該實驗平臺上可以得到“構(gòu)思―設(shè)計―制造―標(biāo)定―物流”整個產(chǎn)品生命周期的訓(xùn)練,實現(xiàn)對產(chǎn)品開發(fā)過程各環(huán)節(jié)的深入理解,并根據(jù)自身的興趣、專業(yè)在個別環(huán)節(jié)上深入學(xué)習(xí)、加強訓(xùn)練。這種實驗室構(gòu)建方式有效地解決了“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力、善創(chuàng)新”與技能專長之間的矛盾。實驗室組成如圖1所示。
2.1.1 機械設(shè)計基礎(chǔ)模塊
該模塊主要是以鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識和培養(yǎng)學(xué)生基本技能為主的專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練(包括綜合展品陳列實驗、公差測量實驗、機械CAD實驗、熱處理與硬度測定實驗、減速器拆裝實驗和液壓傳動實驗等);以培養(yǎng)學(xué)生綜合知識和創(chuàng)造能力為主的基礎(chǔ)實驗,即機構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實驗,使學(xué)生具備基本的機械設(shè)計理念與專業(yè)技能。
2.1.2 機械創(chuàng)新模塊
該模塊主要是培養(yǎng)學(xué)生機械綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和實踐制作能力。主要針對全國機械創(chuàng)新大賽、全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、機器人大賽、大學(xué)生電子設(shè)計競賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽等各大賽事而設(shè)置。通過選題、構(gòu)思、設(shè)計、制造、調(diào)試等環(huán)節(jié)的綜合訓(xùn)練,使學(xué)生把理論知識和實踐技能結(jié)合起來,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開拓學(xué)生的視野,為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。
2.1.3 機械制造模塊
該模塊主要讓學(xué)生深入了解和掌握機械制造方面的知識,提高學(xué)生的動手操作技能,強化對機械制造工藝、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)等課程的理解。具體內(nèi)容主要是結(jié)合產(chǎn)品的制造過程,對車、鉗、刨、磨、銑等常見工藝進(jìn)行基本操作技能訓(xùn)練,使學(xué)生對工業(yè)產(chǎn)品制造過程有較完整的體驗和認(rèn)識,更好地學(xué)習(xí)、掌握數(shù)控機床的基本結(jié)構(gòu)、基本操作、編程、工件與夾具的裝夾、刀具選用及裝夾、基本工藝的擬定、 CAM應(yīng)用,對工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)、編程、設(shè)計及在生產(chǎn)線上的應(yīng)用深入理解,以適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)對人才素質(zhì)的需求。
2.1.4 測量與控制模塊
該模塊主要訓(xùn)練學(xué)生測試典型機構(gòu)及機械傳動裝置的運動、動力學(xué)特性及工作能力;分析其影響因素,了解提高機械性能的措施;掌握現(xiàn)代機械物理量的測試與實驗研究方法和手段。
2.1.5 生產(chǎn)管理模塊
該模塊通過分布式制造系統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境,提供生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、運作管理方面的實驗,使學(xué)生學(xué)習(xí)典型車間作業(yè)調(diào)度問題的基本方法、技術(shù)以及對生產(chǎn)系統(tǒng)的布置和調(diào)度管理,培養(yǎng)學(xué)生運用生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計和現(xiàn)代集成制造設(shè)計理論、方法從事制造系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的能力。
2.2 管理模式
機械工程實驗室除執(zhí)行我校國資處制定的各項有關(guān)規(guī)章制度以及學(xué)院GB/T19001-2000質(zhì)量認(rèn)證管理制度外,建立并實施了《機械工程實驗室管理規(guī)則》,包括實驗室各類人員崗位責(zé)任制、工作考核制度、安全衛(wèi)生管理制度、檔案管理制度、實驗室運行經(jīng)費管理規(guī)定、儀器管理規(guī)定等,各實驗室有實驗室規(guī)則、安全衛(wèi)生制度、學(xué)生守則等管理制度。
2005年,實驗室進(jìn)行了ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證,將ISO9001質(zhì)量管理認(rèn)證體系引入實驗室教學(xué)管理工作中。按照ISO9001質(zhì)量認(rèn)證體系的核心PDCA(計劃―實施―檢查―持續(xù)改進(jìn))要求,進(jìn)行閉環(huán)、循環(huán)式管理,對實驗教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行連續(xù)控制,使全面質(zhì)量管理成為基本工作方法,最終提高實驗教學(xué)質(zhì)量和實驗室管理水平。
2.3 實驗教學(xué)隊伍建設(shè)
實驗室積極鼓勵學(xué)術(shù)水平較高、教學(xué)經(jīng)驗豐富、具有團(tuán)隊精神的教師參與實驗教學(xué)、實驗課程改革和實驗室建設(shè),盡量減少專職實驗崗位的設(shè)置。按照學(xué)校、學(xué)院和學(xué)科師資隊伍培養(yǎng)的政策和要求,定期從實驗教學(xué)任務(wù)、實施過程、教學(xué)難點、教學(xué)方法、教學(xué)手段、技術(shù)改革等方面進(jìn)行培訓(xùn),通過輪訓(xùn)的模式加強實驗隊伍對產(chǎn)品生命周期各環(huán)節(jié)技能的深刻理解,使之熟悉實驗教學(xué)的全過程和具體要求,保證實驗教學(xué)的順利進(jìn)行。
3 運行效果
經(jīng)過幾年的改革與實踐,學(xué)生主動參與實驗的興趣明顯提高:(1)動手能力得到加強。以學(xué)生參加各類科技競賽為例,以往學(xué)生需要加工零部件時,往往直接請教師指導(dǎo)操作,甚至部分零部件由教師代為加工?,F(xiàn)在指導(dǎo)教師只需要參與前期的方案討論,后期的加工制造與調(diào)試則完全由學(xué)生自行完成。(2)工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到提升。近三年來,學(xué)生在全國和省級科技競賽中獲獎22項,較以往有明顯的提高。(3)畢業(yè)論文質(zhì)量提高。很多學(xué)生在理解了工業(yè)產(chǎn)品的整個生命周期過程后,根據(jù)自己的興趣選擇畢業(yè)論文的方向或題目。近年來,本科畢業(yè)論文的質(zhì)量有了明顯提高,申請實用新型專利十多項。(4)學(xué)生滿意度提高。我院根據(jù)ISO9001質(zhì)量管理認(rèn)證體系的要求,針對實驗教學(xué)對學(xué)生進(jìn)行滿意度調(diào)查。結(jié)果顯示,學(xué)生滿意度由原來的89.8%提高到2012年的98.7%。
4 結(jié)束語
采用產(chǎn)品生命周期理念建立的機械工程實驗室,是對于傳統(tǒng)實驗室培養(yǎng)理念的革新,引進(jìn)的ISO9001質(zhì)量管理體系有效地保障了實驗教學(xué)的運行,提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。實踐證明,該模式對于系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的工程理念具有明顯優(yōu)勢,使學(xué)生能夠在產(chǎn)品設(shè)計與制造時充分理解各環(huán)節(jié)的運行與成本核算,有效地解決了寬口徑與技能專長培養(yǎng)之間的矛盾。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)03-0162-02
建設(shè)國際一流的學(xué)科是創(chuàng)建國際一流大學(xué)的基礎(chǔ),堅持以一流為目標(biāo),以機械工程學(xué)科為基礎(chǔ),優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)體系,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。機械工程學(xué)科課程結(jié)構(gòu)建設(shè)是研究生培養(yǎng)的重要特征,也是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要載體和平臺。本文以大學(xué)排名為依托,選取全球范圍內(nèi)認(rèn)可度較高的大學(xué)排名――國際高等教育研究機構(gòu)Quacquarelli Symonds(簡稱QS)世界大學(xué)工程技術(shù)類排名的各項參數(shù)作為依據(jù)。設(shè)計人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,將眾多復(fù)雜的指標(biāo)綜合起來,并予以量化。
一、課程結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)系
培養(yǎng)創(chuàng)新型人才既是當(dāng)前中國高校教育改革與發(fā)展的一個重要課題,也是中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的迫切需要,對知識的學(xué)習(xí)和積累也提出了更高的要求。任何課程體系都必須圍繞并服務(wù)于創(chuàng)新人才各方面素質(zhì)的全面發(fā)展以及個性培養(yǎng)而設(shè)計,不能顧此失彼,從各門課程的組成要素看,也必須注意進(jìn)行整體設(shè)計,兼顧各要素之間的聯(lián)系,才能起到相互促進(jìn)的作用[1]。人們在社會科學(xué)、自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)等各學(xué)科內(nèi),通過多門學(xué)科相結(jié)合,運用各種方法、技巧等,使其相互結(jié)合,形成新的學(xué)科,提高研究生的創(chuàng)新能力。
二、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機械工程研究生課程結(jié)構(gòu)分析
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是被廣泛應(yīng)用的一種重要網(wǎng)絡(luò)形式,主要用來進(jìn)行非線性系統(tǒng)的輸入輸出映射關(guān)系建模。本文采用的是隱含層為一層的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,該模型為有監(jiān)督的多層前向網(wǎng)絡(luò),由三層神經(jīng)元組成:輸入層、隱含層和輸出層,其不同層之間用網(wǎng)絡(luò)權(quán)值進(jìn)行連接,同層內(nèi)部神經(jīng)元之間沒有連接關(guān)系[2]。
通過對QS世界大學(xué)排名中工程技術(shù)類排名前400的部分院校進(jìn)行排名指標(biāo)數(shù)據(jù)整理和匯總,以及對其機械工程學(xué)科研究生課程進(jìn)行搜集和分類,參考部分典型的課程結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn),將機械工程學(xué)科的研究生課程分為自然科學(xué)基礎(chǔ)、工程技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械制造、機電一體化、生物方面、能源環(huán)保方面、微納尺度、管理九類課程,作為九個指標(biāo),將其每類課程所占百分比,作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層的神經(jīng)元;輸出層有四個神經(jīng)元,數(shù)據(jù)來源于QS世界大學(xué)排名中工程技術(shù)類排名,包括總體得分、學(xué)術(shù)聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用數(shù)。通常我們要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)收斂性能的好壞來確定隱含層神經(jīng)元個數(shù),通過對大量網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)的分析研究,得到以下經(jīng)驗公式[3]:
S=■+a 1≤a≤10 (2.1)其中S為隱含層節(jié)點數(shù),m為輸入層節(jié)點數(shù),n為輸出層節(jié)點數(shù)。根據(jù)公式(2.1),我們首先將隱含層神經(jīng)元數(shù)目設(shè)置為10,然后逐步增加到15和20。進(jìn)行多次實驗,通過誤差的對比,發(fā)現(xiàn)在隱含層神經(jīng)元個數(shù)為25時,該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能最好。因此,該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型隱含層神經(jīng)元數(shù)目設(shè)為25。將輸入數(shù)據(jù)的70%作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),15%作為測試數(shù)據(jù),15%作為驗證數(shù)據(jù),通過對訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行測試,誤差達(dá)到所要求的范圍內(nèi)則說明網(wǎng)絡(luò)模型良好[4]。利用MATLAB訓(xùn)練及測試后的網(wǎng)絡(luò)誤差情況如下頁圖1所示,訓(xùn)練和測試誤差均達(dá)到預(yù)期效果,大多集中在零誤差附近,該模型滿足實際的應(yīng)用要求。
三、中國高校與國際一流學(xué)科大學(xué)的對比分析
列舉中國某“211工程”、“985工程”高校,對其研究生院機械工程學(xué)科課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查與統(tǒng)計,將其課程分布的9個參量輸入到訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),推測出其總體得分、學(xué)術(shù)聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用數(shù)4個參量。
輸入x=[9.76 13.82 39.84 11.38 21.95 0.00 0.81 0.81 1.63];
輸出ans=57.8018 28.9101 38.9170 72.6147
中國某高校總體得分為57.8018,學(xué)術(shù)聲譽28.9101,全球雇主評價38.9170,單位教職的論文引用情況72.6147。從推測出的數(shù)據(jù)看,在QS排名中,中國某高校主要落后在學(xué)術(shù)聲譽、全球雇主評價等指標(biāo)上,相比于國際一流學(xué)科高校還是有很大的差距,差距最大的主要是科研水平和國際化方面,尤其是在科研水平方面。對比來看,在課程設(shè)置中,國際一流大學(xué)一流學(xué)科都有著豐富的課程設(shè)置,強調(diào)多學(xué)科融合以及新興領(lǐng)域的學(xué)習(xí),注重課程設(shè)置,推進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。中國高校要創(chuàng)建國際一流學(xué)科,加大培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的力度,應(yīng)強化基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),多開設(shè)工程技術(shù)基礎(chǔ)類課程;在此基礎(chǔ)上,加強專業(yè)知識的拓寬,不同專業(yè)方向?qū)I(yè)課程供開放選擇,增設(shè)新興領(lǐng)域的課程學(xué)習(xí)[5]。另外,要強化多學(xué)科知識的融合,設(shè)置大量交叉學(xué)科課程,提高實踐能力,鍛煉和提高學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力。
四、結(jié)論
本文研究了國際一流大學(xué)機械工程學(xué)科的課程體系結(jié)構(gòu),利用QS世界大學(xué)排名相關(guān)參數(shù)指標(biāo),建立了三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析模型,對國際一流高校的機械工程學(xué)科課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。基于所建數(shù)學(xué)模型,求出了中國某高校的QS總體得分、學(xué)術(shù)聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用情況等。選用QS排名中的29所高校作為系統(tǒng)樣本,其中25組作為訓(xùn)練樣本,4組作為測試樣本,通過MATLAB完成網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和測試,使用訓(xùn)練好的BP網(wǎng)絡(luò)模型,推測QS排名系統(tǒng)未列出的中國某高校的QS相關(guān)參數(shù),將其與國際一流學(xué)科的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明,中國某高校機械工程學(xué)科在課程結(jié)構(gòu)設(shè)置上需要整體優(yōu)化,強調(diào)多學(xué)科融合,拓寬知識面,鞏固基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí),加大創(chuàng)新型人才培養(yǎng)力度。
參考文獻(xiàn):
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Research on the Course Structure of International First-Class Mechanical Engineering Using Neural Network
YANG Yang,WANG Hong,HUA Cheng-cheng,YIN Chang-hao,LI Kai-yuan
2校內(nèi)實踐基地硬件平臺的構(gòu)建
與課堂理論教學(xué)不同,實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)需要依賴于儀器設(shè)備等硬件條件,因此需要結(jié)合學(xué)科的特點來構(gòu)建完成預(yù)定實踐教育功能的硬件平臺組成。哈爾濱工業(yè)大學(xué)機械工程一級學(xué)科包含機械電子工程、機械制造及其自動化、機械設(shè)計及理論、車輛工程、工業(yè)工程、精密與微納制造和航空宇航制造工程7376個二級學(xué)科,年招收碩士生350人,其中應(yīng)用型碩士研究生和全日制工程碩士240人左右。機械工程學(xué)科覆蓋的各個二級學(xué)科各具內(nèi)涵,互相獨立而又互為支撐,形成了各具特色的研究方向。機械工程領(lǐng)域工程碩士研究生的應(yīng)用能力培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下方面:①大型/復(fù)雜/先進(jìn)機械系統(tǒng)設(shè)計能力;②各種傳動及其檢測、控制技術(shù)應(yīng)用能力;③先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用能力;④機電融合應(yīng)用能力;⑤科技協(xié)作能力。這些能力的培養(yǎng)需要一系列超出單個課程的綜合實踐平臺來提供學(xué)生從實踐中鍛煉和掌握工程技術(shù)能力的實踐機會。依托校內(nèi)實踐基地,建設(shè)一個獨立于課程教學(xué)之外,支撐全院研究生工程實踐能力培養(yǎng)的工程實踐平臺具有重要意義。對于應(yīng)用型碩士研究生,應(yīng)該在機械工程一級學(xué)科的框架下,培養(yǎng)其對各相關(guān)研究方向的了解和掌握,培養(yǎng)出知識面廣博、適應(yīng)性廣的交叉復(fù)合型人才,因此,校內(nèi)實踐基地所建設(shè)的教學(xué)平臺應(yīng)體現(xiàn)出綜合性,并具有一定的輻射性,加強碩士研究生對機械工程領(lǐng)域相關(guān)研究方向的了解,拓展知識面,培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。所建立的校內(nèi)實踐基地硬件平臺的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1校內(nèi)實踐基地硬件平臺的總體結(jié)構(gòu)校內(nèi)實踐基地硬件平臺包括實驗平臺和實踐平臺兩個部分,其中實驗平臺用來支撐培養(yǎng)計劃中的實踐學(xué)分,由傳感及測試技術(shù)實驗子平臺、數(shù)字化制造技術(shù)實驗子平臺、機器人技術(shù)實驗子平臺和微納米測量技術(shù)實驗子平臺組成;實踐平臺用來為學(xué)生提供一個實現(xiàn)自主創(chuàng)新、自由探索的實踐環(huán)境,由金屬零件少無切削制造技術(shù)工程實踐子平臺、空間機構(gòu)及機械系統(tǒng)設(shè)計與實踐子平臺、數(shù)控運動控制綜合實踐子平臺和液壓伺服傳動與氣壓傳動綜合應(yīng)用實踐子平臺組成。
2.1傳感及測試技術(shù)實驗子平臺傳感及測試技術(shù)是機械工程學(xué)科研究生必須掌握的一門偏重于基礎(chǔ)的技術(shù),并且是其它眾多技術(shù)的基礎(chǔ),因此該實驗子平臺的建設(shè)側(cè)重訓(xùn)練研究生對常用傳感器的基本原理及其典型應(yīng)用,使學(xué)生不但對傳感技術(shù)中所涉及的各種傳感器的測量原理和性能指標(biāo)有深入具體的認(rèn)識,而且還能夠針對具體的問題,選擇合適的傳感器完成相應(yīng)的檢測任務(wù),為將來的學(xué)習(xí)和工作奠定實踐基礎(chǔ),提高應(yīng)用型研究生對相關(guān)專業(yè)理論的認(rèn)知、加強對專業(yè)技術(shù)工作適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.2數(shù)字化制造技術(shù)實驗子平臺該實驗子平臺以對數(shù)字化制造技術(shù)的原理和核心技術(shù)的理解為主,以校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),建立數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計和加工子系統(tǒng),兩個子系統(tǒng)共享一個服務(wù)器,實現(xiàn)信息共享。以現(xiàn)有的CAD/CAM軟件和自行開發(fā)的數(shù)控技術(shù)、數(shù)字化加工、數(shù)字化裝配等軟件為基礎(chǔ),為數(shù)字化設(shè)計、建模和仿真、加工技術(shù)的研究提供基本的實驗教學(xué)環(huán)境和條件。使學(xué)生掌握數(shù)字化制造技術(shù)在產(chǎn)品的設(shè)計、分析、制造、制造系統(tǒng)規(guī)劃等方面的應(yīng)用。
2.3機器人技術(shù)實驗子平臺該實驗子平臺是一個具有一定規(guī)模的、模塊化的、可擴(kuò)展的機器人系統(tǒng)開放實驗平臺,子平臺的建設(shè)以常規(guī)機器人技術(shù)教學(xué)為主,并兼顧機器人智能運動控制和機構(gòu)空間復(fù)雜軌跡的實現(xiàn)等相關(guān)教學(xué)實驗。能夠進(jìn)行14個機器人技術(shù)方面的教學(xué)實驗,各實驗間既可以獨立進(jìn)行,也可以聯(lián)合進(jìn)行;能根據(jù)教學(xué)的需求及課程的變化需求進(jìn)行迅速調(diào)整,以適應(yīng)實驗教學(xué)的需要。這些實驗要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行設(shè)計、編程和實施,培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計、分析和動手能力,促進(jìn)機器人技術(shù)教學(xué)水平的提高,培養(yǎng)機械工程學(xué)科研究生的綜合技能和創(chuàng)新能力。
2.4微納米測量技術(shù)實驗子平臺隨著超精密加工技術(shù)和納米加工技術(shù)的發(fā)展,對機械加工表面形貌的微觀檢測提出了越來越高的要求。因此微納米檢測技術(shù)成為機械工程學(xué)科新的研究熱點。通過實驗教學(xué),使學(xué)生掌握原子力顯微鏡測量原理、測試參數(shù)的選擇,數(shù)據(jù)處理知識。掌握利用原子力顯微鏡獲得力曲線,根據(jù)納米壓痕法的理論基礎(chǔ)及彈性接觸理論計算材料的機械力學(xué)特性,分析研究測量儀器的原理、精度、誤差及適用范圍。
2.5金屬零件少無切削制造技術(shù)工程實踐子平臺本子平臺對學(xué)生進(jìn)行金屬零件少無切削制造技術(shù)的實踐訓(xùn)練。學(xué)生通過設(shè)計制造零件的實踐,培養(yǎng)研究生:先進(jìn)綠色制造技術(shù)運用能能力;產(chǎn)品制造生產(chǎn)線管理與運用能力;數(shù)控等先進(jìn)裝備控制與運用能力。
2.6空間機構(gòu)及機械系統(tǒng)設(shè)計與實踐子平臺通過先進(jìn)傳動裝置的學(xué)習(xí)和拆裝,使學(xué)生了解、學(xué)習(xí)高性能諧波減速器等國外先進(jìn)傳動裝置的原理、設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)和工藝;由學(xué)生利用基本元部件設(shè)計并構(gòu)建機械系統(tǒng),如多自由度關(guān)節(jié)串聯(lián)機構(gòu)和行走機構(gòu)等。根據(jù)學(xué)生自己構(gòu)建的機械系統(tǒng),運用機構(gòu)設(shè)計與動力分析軟件建立虛擬樣機,進(jìn)行仿真。學(xué)生為自己構(gòu)建的機械系統(tǒng)配備運動控制系統(tǒng),利用計算機和PID控制來控制交、直流伺服系統(tǒng),實現(xiàn)其構(gòu)建的機械系統(tǒng)的預(yù)期運動目標(biāo)。
2.7數(shù)控運動控制綜合實踐子平臺以機床運動形式為主要控制目標(biāo),運動控制為主,順序控制為輔,訓(xùn)練學(xué)生機電系統(tǒng)計算機控制能力。實踐子平臺以單軸運動模塊為基本單元,可搭建一軸、兩軸和三軸運動控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)采用PC-Base運動控制控制器為核心,交流伺服系統(tǒng)為基礎(chǔ),形成一個開放式的、學(xué)生可實際搭建的(包括內(nèi)部控制軟件)實踐系統(tǒng)。
2.8液壓伺服傳動與氣壓傳動綜合應(yīng)用實踐子平臺該實踐子平臺對學(xué)生進(jìn)行流體傳動與控制重要基礎(chǔ)和綜合應(yīng)用的訓(xùn)練。平臺包含豎直液壓伺服搬運、水平液壓傳動搬運、氣動插拔銷三套子系統(tǒng),訓(xùn)練學(xué)生:流體傳動與控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計能力、液壓伺服系統(tǒng)(位置和力及其切換)設(shè)計調(diào)試能力、液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試能力、氣壓傳動系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。
3校內(nèi)實踐基地的實踐教學(xué)體系
在校內(nèi)實踐基地硬件平臺構(gòu)建的基礎(chǔ)上,結(jié)合應(yīng)用型研究生培養(yǎng)方案,構(gòu)建了校內(nèi)實踐基地的實踐教學(xué)體系,根據(jù)兩類平臺的特點,結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo),依托實驗平臺下設(shè)的4個子平臺建設(shè)了一門具有特色的實驗課程“機械工程學(xué)科應(yīng)用型研究生綜合實驗”,綜合實驗課程在內(nèi)容設(shè)置上立足機械工程學(xué)科的主干課程,從機械工程一級學(xué)科的角度去組織實驗教學(xué)的內(nèi)容,規(guī)劃建設(shè)的實驗項目既是對若干門學(xué)位課程內(nèi)容的深化和提升,又是對某門課程課內(nèi)實驗的強化,支撐研究生培養(yǎng)計劃中2學(xué)分的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),可以完成總計66學(xué)時的實驗教學(xué),根據(jù)課程的設(shè)置和培養(yǎng)計劃,要求研究生從中選擇22學(xué)時進(jìn)行本門課程的實驗教學(xué),以加強碩士研究生現(xiàn)代實驗方法和技能的訓(xùn)練和提高。在教學(xué)體系的建設(shè)上,實踐平臺是對實驗平臺的進(jìn)一步深化和運用,目的是注重學(xué)生自主實踐能力的訓(xùn)練和培養(yǎng),實踐內(nèi)容的設(shè)計充分體現(xiàn)出開放性和探索性,學(xué)生利用平臺所提供的基本元件和模塊,根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo),自行搭建系統(tǒng),獨立完成相應(yīng)的實踐訓(xùn)練項目。結(jié)合實踐平臺的硬件設(shè)備,建設(shè)了一門面向全院碩士生的實踐課程“機械工程綜合實踐”,以獨立實踐課程的形式來實現(xiàn)校內(nèi)實踐基地的實踐教學(xué)功能,使本領(lǐng)域的應(yīng)用型研究生能夠經(jīng)歷一個相對完整的機械系統(tǒng)設(shè)計、制造、檢測和控制的工程應(yīng)用過程的基本訓(xùn)練,支撐研究生培養(yǎng)計劃中的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),根據(jù)課程的設(shè)置和培養(yǎng)計劃,要求研究生從中選擇若干實踐項目進(jìn)行實訓(xùn),培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。依托校內(nèi)實踐基地開設(shè)的兩門實驗實踐課程,初步確定了機械工程領(lǐng)域應(yīng)用型研究生的實踐教學(xué)體系。解決了應(yīng)用型研究生培養(yǎng)方案中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱的問題;確立了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的主體地位,以獨立的課程形式來加深課堂理論知識的理解,提高創(chuàng)新實踐的能力,滿足機械工程學(xué)科研究生培養(yǎng)方案中實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)計劃,為進(jìn)一步的分類培養(yǎng)模式改革提供實踐。